多晶硅還原爐底盤流動傳熱學數(shù)值分析.pdf

1、本文利用流體計算學方法建立了描述多晶硅還原爐底盤液相流動和傳質(zhì)狀況的理論化計算模型,并借此提出了一種新型的多晶硅還原爐底盤均勻取熱結(jié)構,并就其溫度均勻性、冷卻效果與傳統(tǒng)底盤結(jié)構進行比較。
　　首先,本文研究了傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤的流體流動狀況和換熱效果。傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤采用雙螺旋通道結(jié)構,冷卻水從多晶硅還原爐底盤入口流入,沿著雙螺旋通道遍歷多晶硅還原爐底盤,最后由中心對稱的出口流出。該類底盤在冷卻效率上較好,但在溫度均勻性上較

2、差,具體表現(xiàn)在溫度分布由入口到出口的通道上由高到低分布。故本文提出一種新型多晶硅還原爐底盤結(jié)構。該新型底盤結(jié)構由中間隔板分為兩層,并在隔板上安裝電極位置的孔周圍焊接豎直環(huán)隙。冷卻水由隔板下層的冷卻水進口進入底盤并流經(jīng)各電極周圍的環(huán)隙進入隔板上層的還原爐底盤上底板實現(xiàn)均勻取熱。與傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤結(jié)構相比,該結(jié)構克服了傳統(tǒng)結(jié)構下底盤取熱不均勻的問題,但同時換熱效果則變差。
　　其次,本文還就新型底盤取熱結(jié)構中的單棒環(huán)隙結(jié)構進行模擬

3、優(yōu)化。重點考察環(huán)隙上焊接擋板的厚度、寬度及數(shù)量對冷卻效果的影響。300K的冷卻水做工作介質(zhì),底盤材料用不銹鋼。模擬后得到的單棒環(huán)隙結(jié)構的最優(yōu)結(jié)果為豎直環(huán)隙擋板厚度1mm,擋板高度1mm,擋板間距10mm;水平環(huán)面擋板厚度1mm,擋板高度1mm,擋板間距10mm;換熱效果較傳統(tǒng)底盤提高32％,溫度均勻性提高54%。
　　最后,本文還就上述單棒環(huán)隙結(jié)構上考察焊接擋板的厚度、寬度及數(shù)量對流動阻力的影響。換熱效果與流動阻力存在較好的對應的